俗話說：“你永遠跟不上科技的腳步。”在我們剛剛開始有點了解3D打印并為之驚嘆的時候，科學狂人已經開始思考4D打印將如何改變這個世界。2月25日，在美國加州長灘市舉辦的TED2013大會上，來自美國麻省理工學院的斯凱拉·蒂比茨向我們展示了4D打印技術的無窮魅力。
所謂4D打印技術，就是在3D打印的基礎上增加一個“時間”的緯度。所有物體都因時間而存在，物體形狀改變也需要時間。3D打印是預先建模再打印出成品，而4D打印的邏輯，是把產品設計通過3D打印機嵌入可以變形的智能材料中，在特定時間或激活條件下，無需人為干預，也不用通電，便可按照事先的設計進行自我組裝。4D打印是一個動態(tài)過程，它的創(chuàng)新在于“變”。
28歲的建筑設計師、計算機科學家斯凱拉·蒂比茨是4D打印研究項目的負責人，他在麻省理工學院的自我組裝實驗室有一個750升的大魚缸，足以養(yǎng)活一頭鯊魚。他發(fā)明的4D打印機目前還只能在水里工作。據(jù)蒂比茨介紹，4D打印技術背后的核心是自我組裝技術，而這項技術已經在納米級上應用多年。“自我折疊的蛋白質的確很酷，但如果把這項技術應用于建造大橋和高樓，那會是怎樣？”
蒂比茨先是在生物分子學教授亞瑟·奧爾森的指導下，通過3D打印技術配合嵌入式磁鐵，設計了一組可以自我組裝的零件，只需用力晃動燒杯，杯中的零件就像有了意識一樣，自動組裝成一個脊髓灰質炎病毒的3D模型。這個實驗證明了4D打印技術的可行性，但是搖晃燒杯實在是太耗費體力了。
幾個月后，蒂比茨見到了世界最大的3D打印機生產商Stratasys公司的項目負責人，他們剛剛發(fā)明了一種可以在水里變形的高分子聚合材料。這種新材料一旦接觸到水，可以延展到自身長度的兩倍。借助設計軟件，蒂比茨將可延展和不可延展的兩種材料混合打印到一縷線中，只要將這縷線放入熱水中，用不了多久就可以彎曲變形，構成麻省理工學院的縮寫“MIT”。在第二次實驗中，他又加入了更復雜的算法和設計，使得放入水中的線彎曲成立方體，展現(xiàn)出3D的效果。
對于蒂比茨來說，這項實驗取得了重大突破。設想這項技術應用到地下排水系統(tǒng)，4D打印機可以建造出收縮自如的排水管道。當颶風來臨時，管道可以變得更大利于排水，當洪峰過去后，管道又縮回原來的大小。不僅如此，這些管道還可以根據(jù)需要彎曲、扭動、變形，而不用擔心破裂。在地質災害頻發(fā)的地區(qū)，這種管道甚至可以自我組裝和修復。
